(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
羽根車と、
前記羽根車を回転させる回転軸と、
前記羽根車および前記回転軸を収容するポンプケーシングと、
前記回転軸を回転自在に支持する滑り接触面を有する軸受と、
前記ポンプケーシングの外部に配置された導通検知器と、
前記導通検知器から前記軸受まで延びる１対の導線とを備え、
前記１対の導線の先端は、前記軸受に隣接し、かつ該軸受と同心上に配置された環状のダミー部材の内部に位置し、かつ前記滑り接触面から前記回転軸の径方向において所定の距離だけ離間し、
前記ダミー部材および前記軸受に対向するように前記回転軸上にスリーブを設け、
前記スリーブの硬度は前記軸受の硬度以下であり、かつ前記ダミー部材の硬度よりも高いことを特徴とするポンプ。
【請求項２】
前記ダミー部材は、前記軸受よりも硬度が低い材料で形成されていることを特徴とする請求項１に記載のポンプ。
【請求項３】
前記１対の導線に加え、さらに少なくとも１本の導線を配置し、前記少なくとも１本の導線の先端は、前記１対の導線の先端よりも前記回転軸の径方向において外側に位置していることを特徴とする請求項１または２に記載のポンプ。
【請求項４】
前記導通検知器は前記ポンプが運転している間にのみ作動することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、河川水や排水などの液体を揚水するポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、立軸ポンプは、水槽上部のポンプ据付床に設置され、吊下管を介して羽根車を収容するインペラケーシングが水槽内に吊り下げられる。このような立軸ポンプでは、羽根車、回転軸などの各部材が水中に浸漬された状態で運転されるため、回転軸を支持する軸受としては、滑り軸受の一種である水中軸受が用いられている。この水中軸受は、運転時間の経過とともに摩耗するため、定期的にポンプを解体して水中軸受の摩耗量を確認し、必要に応じて補修または交換を行うことが必要となる。
【０００３】
しかしながら、立軸ポンプを解体し、これを再び組み付ける作業には大変な労力とかなりの日数を要する。そこで、以下の特許文献１，２，３に開示されているように、ポンプを解体せずに水中軸受の摩耗量を測定する方法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−１６１７９０号公報
【特許文献２】特開２００４−２１８５７８号公報
【特許文献３】特許第３５６７１４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
例えば、特許文献１には、ヘッドタンクに貯留された液体の水位の低下を検知することで軸受の摩耗量が所定の値に達したことを検知する立軸ポンプが開示されている。しかしながら、立軸ポンプの軸受は、一般に、１０年以上の寿命があることから、ヘッドタンク内の流れのない液体が腐敗し、異臭を周囲に放つおそれがある。また、特許文献２，３の装置は、空気流量、圧力、振動値などの間接的な物理量を測定することで軸受の摩耗量を推定するものであり、定量的な摩耗量を検知する場合の信頼性が低い。
【０００６】
本発明は、上述した従来の問題点に鑑みてなされたもので、安価で、信頼性が高く、しかも安全に軸受の定量的な摩耗量を検出することができるポンプを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した目的を達成するために、本発明の一態様は、羽根車と、前記羽根車を回転させる回転軸と、前記羽根車および前記回転軸を収容するポンプケーシングと、前記回転軸を回転自在に支持する滑り接触面を有する軸受と、前記ポンプケーシングの外部に配置された導通検知器と、前記導通検知器から前記軸受まで延びる１対の導線とを備え、前記１対の導線の先端は、前記軸受に隣接し、かつ該軸受と同心上に配置された環状のダミー部材の内部に位置し、かつ前記滑り接触面から前記回転軸の径方向において所定の距離だけ離間し、前記ダミー部材および前記軸受に対向するように前記回転軸上にスリーブを設け、前記スリーブの硬度は前記軸受の硬度以下であり、かつ前記ダミー部材の硬度よりも高いことを特徴とするポンプである。
【０００８】
本発明の好ましい態様は、前記ダミー部材は、前記軸受よりも硬度が低い材料で形成されていることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記１対の導線に加え、さらに少なくとも１本の導線を配置し、前記少なくとも１本の導線の先端は、前記１対の導線の先端よりも前記回転軸の径方向において外側に位置していることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記導通検知器は前記ポンプが運転している間にのみ作動することを特徴とする。
本発明の一参考例は、羽根車と、前記羽根車を回転させる回転軸と、前記羽根車および前記回転軸を収容するポンプケーシングと、前記回転軸を回転自在に支持する滑り接触面を有する軸受と、前記ポンプケーシングの外部に配置された導通検知器と、前記軸受に隣接して配置された１対の導体と、前記１対の導体の間に挟まれた絶縁材と、前記導通検知器と前記１対の導体とに接続される１対の導線とを備え、前記１対の導体の端部は、前記滑り接触面から前記回転軸の径方向において所定の距離だけ離間していることを特徴とするポンプである。
【０００９】
本発明の他の参考例は、羽根車と、前記羽根車を回転させる回転軸と、前記羽根車および前記回転軸を収容するポンプケーシングと、前記回転軸を回転自在に支持する滑り接触面を有する軸受と、前記ポンプケーシングの外部に配置された検知器と、前記ポンプケーシングの外部から前記軸受まで延びる少なくとも１つの連通路と、前記検知器に接続され、前記連通路内を延びるシースケーブルとを備え、前記シースケーブルは、シース部と、該シース部により覆われた絶縁体と、該絶縁体の中に埋設された１本または複数の導線とを有し、前記連通路の先端は、前記軸受の内部、または該軸受に隣接して配置されたダミー部材の内部に位置し、かつ前記滑り接触面から前記回転軸の径方向において所定の距離だけ離間しており、前記シースケーブルの先端は、前記連通路の先端に位置していることを特徴とするポンプである。
【００１０】
本発明の他の参考例は、羽根車と、前記羽根車を回転させる回転軸と、前記羽根車および前記回転軸を収容するポンプケーシングと、前記回転軸を回転自在に支持する滑り接触面を有する軸受と、前記ポンプケーシングの外部から前記軸受まで延びる連通路と、前記連通路内を延びる光ファイバーケーブルと、前記光ファイバーケーブルに接続された光源とを備え、前記連通路の先端は、前記軸受の内部、または該軸受に隣接して配置されたダミー部材の内部に位置し、かつ前記滑り接触面から前記回転軸の径方向において所定の距離だけ離間しており、前記光ファイバーケーブルの先端は、前記連通路の先端の近傍に位置していることを特徴とするポンプである。
【００１１】
本発明の他の参考例は、羽根車と、前記羽根車を回転させる回転軸と、前記羽根車および前記回転軸を収容するポンプケーシングと、前記回転軸を回転自在に支持する滑り接触面を有する軸受と、前記ポンプケーシングの外部に配置された光源と、前記軸受に隣接して配置されたダミー部材と、前記光源から前記ダミー部材の内部まで延び、さらに前記ポンプケーシングの外部まで延びる少なくとも１本の光ファイバーケーブルとを備え、前記ダミー部材の内部を延びる前記光ファイバーケーブルが前記回転軸に最も近づく部分は、前記滑り接触面から前記回転軸の径方向において所定の距離だけ離間していることを特徴とするポンプである。
【００１２】
本発明の他の参考例は、羽根車と、前記羽根車を回転させる回転軸と、前記羽根車および前記回転軸を収容するポンプケーシングと、前記回転軸を回転自在に支持する滑り接触面を有する軸受と、前記ポンプケーシングの外部に配置された液体貯留部と、前記液体貯留部から前記軸受まで延びる連通路とを備え、前記連通路の先端は、前記軸受の内部、または該軸受に隣接して配置されたダミー部材の内部に位置し、かつ前記滑り接触面から前記回転軸の径方向において所定の距離だけ離間していることを特徴とするポンプである。
【００１３】
本発明の他の参考例は、羽根車と、前記羽根車を回転させる回転軸と、前記羽根車および前記回転軸を収容するポンプケーシングと、前記回転軸を回転自在に支持する滑り接触面を有する軸受と、前記ポンプケーシングの外部に配置された気体供給部と、前記気体供給部から前記軸受まで延びる少なくとも１つの連通路とを備え、前記連通路の先端は、前記軸受の内部、または該軸受に隣接して配置されたダミー部材の内部に位置し、かつ前記滑り接触面から前記回転軸の径方向において所定の距離だけ離間していることを特徴とするポンプである。
【００１４】
本参考例の好ましい形態は、前記気体供給部は、有色の気体を前記連通路に供給することを特徴とする。
本参考例の好ましい形態は、前記連通路の先端は前記ダミー部材の内部に位置し、前記ダミー部材および前記軸受に対向するように前記回転軸上にスリーブを設け、前記スリーブの硬度は前記軸受の硬度以下であり、かつ前記ダミー部材の硬度よりも高いことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、軸受の定量的な摩耗量を精度よく検出することができるポンプを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は本発明の第１の実施形態である立軸ポンプの全体構成を示す断面図である。
【図２】図１に示す水中軸受および中空管を示す拡大図である。
【図３】水中軸受の摩耗が進んだ状態を示す図である。
【図４】供給気体として煙を用いた場合を示す図である。
【図５】本実施形態の他の構成例を示す図である。
【図６】本実施形態の他の構成例を示す図である。
【図７】本発明の他の実施形態を示す図である。
【図８】本実施形態の他の構成例を示す図である。
【図９】本実施形態の他の構成例を示す図である。
【図１０】本発明の他の実施形態を示す図である。
【図１１】本発明の他の実施形態を示す図である。
【図１２】水中軸受の摩耗が進んだ状態を示す図である。
【図１３】本実施形態の他の構成例を示す図である。
【図１４】本発明の他の実施形態を示す図である。
【図１５】水中軸受の摩耗が進んだ状態を示す図である。
【図１６】本発明の他の実施形態を示す図である。
【図１７】本実施形態の他の構成例を示す図である。
【図１８】本発明の他の実施形態を示す図である。
【図１９】シースケーブルを示す拡大断面図である。
【図２０】水中軸受の摩耗が進んだ状態を示す図である。
【図２１】シースケーブルのシース部が破れた状態を示す拡大断面図である。
【図２２】本実施形態の他の構成例を示す図である。
【図２３】本発明の他の実施形態を示す図である。
【図２４】本発明の他の実施形態を示す図である。
【図２５】本発明の他の実施形態を示す図である。
【図２６】本実施形態の他の構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
図１は本発明の実施形態である立軸ポンプの全体構成を示す断面図である。
図１に示すように、立軸ポンプは、吸込ベルマウス１ａ及びポンプボウル１ｂを有するインペラケーシング１と、インペラケーシング１を水槽内に吊り下げる吊下管３と、吊下管３の上端に接続される吐出曲管４と、インペラケーシング１内に収容される羽根車１０と、羽根車１０が固定される金属製の回転軸６とを備えている。吊下管３は、水槽上部のポンプ据付床２２に形成された挿通孔２４を通して下方に延び、吊下管３の上端に設けられた据付用ベース２３を介してポンプ据付床２２に固定される。回転軸（立軸）６は、吐出曲管４、吊下管３、及びインペラケーシング１内を通って鉛直方向に延びている。なお、インペラケーシング１及び吊下管３によりポンプケーシング２が構成される。
【００１８】
吸込ベルマウス１ａは下方を向いて開口し、吸込ベルマウス１ａの上端はポンプボウル１ｂの下端に固定されている。羽根車１０は回転軸６の下端に固定されており、羽根車１０と回転軸６とは一体的に回転するようになっている。この羽根車１０の上方（吐出側）には複数のガイドベーン１４が配置されている。これらのガイドベーン１４はポンプボウル１ｂの内周面に固定されている。回転軸６は外軸受１１および水中軸受１２，１５により回転自在に支持されている。水中軸受１２はポンプボウル１ｂに収容されており、水中軸受１５は吊下管３に収容されている。水中軸受１２を支持する支持部材７はボウルブッシュ１３の内面に固定されており、さらに、ボウルブッシュ１３はガイドベーン１４を介してインペラケーシング１に支持されている。また、水中軸受１５を支持する支持部材１７は、吊下管３の内周面に固定されている。水中軸受１２，１５は、回転軸６に滑り接触する、いわゆる滑り軸受である。
【００１９】
図１に示すように、回転軸６は吐出曲管４から上方に突出している。回転軸６の上端は駆動軸１６に連結されており、駆動軸１６は駆動源１８に連結されている。駆動源１８により回転軸６を介して羽根車１０を回転させると、水槽内の水（取扱液）が吸込ベルマウス１ａから吸い込まれ、ポンプボウル１ｂ、吊下管３、吐出曲管４を通って図示しない吐出配管に移送される。なお、立軸ポンプ運転時においては、羽根車１０や水中軸受１２を収容するインペラケーシング１は、水面よりも下に位置している。
【００２０】
吐出曲管４、吊下管３、及びインペラケーシング１の側方には、中空管（連通路）２８が設けられている。この中空管２８は、ポンプボウル１ｂ、ガイドベーン１４、及びボウルブッシュ１３を貫通し、その端部は水中軸受１２の内部に位置している。他方の端部は、ポンプ据付床２２の上方に位置している。同様に、吐出曲管４及び吊下管３の側方には、中空管（連通路）２９が設けられている。この中空管２９は吊下管３を貫通し、その端部は水中軸受１５の内部に位置している。他方の端部は、ポンプ据付床２２の上方に位置している。これら中空管２８，２９の上方の端部は、いずれも気体供給部（例えば、コンプレッサ、ピストン）３０に接続されている。
【００２１】
図２は図１に示す水中軸受１５および中空管２９を示す拡大図であり、図３は水中軸受１５の摩耗が進んだ状態を示す図である。なお、以下の説明では、水中軸受１５および中空管２９のみについて説明するが、水中軸受１２および中空管２８についても同様であるので重複する説明を省略する。
【００２２】
図２に示すように、中空管２９の先端は水中軸受１５の内部に位置しており、水中軸受１５の内周面（回転軸６との接触面）から回転軸６の径方向において所定の距離ｔだけ離間している。この距離ｔは、検知すべき水中軸受１５の摩耗量に応じて決定される。
【００２３】
立軸ポンプの運転中は、回転軸６は水中軸受１５の内周面と滑り接触するため、ポンプの運転時間の経過とともに水中軸受１５の摩耗が進み、やがて水中軸受１５の内周面（滑り接触面）が中空管２９の先端に達する。そうすると、ポンプケーシング２の内部と中空管２９が連通し、図３に示すように、気体供給部３０から送られてくる気体（例えば、空気）がポンプケーシング２の内部に導入され、気泡となって浮上する。ポンプ運転停止時には、水槽中の水位は、通常、水中軸受１５よりも上方に位置しているので、気泡の発生をハンドホール１９（図１参照）から目視により確認することができる。したがって、水中軸受１５の摩耗量が所定の値に達したと判断することができる。この場合、ＣＣＤなどの小型カメラを使用して、気泡の発生を確認するようにしてもよい。中空管２９の材料は、水中軸受１５の材料よりも摩耗しやすいものが使用される。なお、水中軸受１５の内部に位置する中空管２９の部分のみを、水中軸受１５に形成された孔により構成してもよい。
【００２４】
中空管２９に導入される気体として、有色の気体（例えば煙）を用いることができる。この場合は、ポンプ運転が停止しているときに、水槽中の水位が水中軸受１５よりも下方にある場合であっても、図４に示すように、有色の気体を目視することによって水中軸受１５の摩耗を確認することができる。このように、気体を用いて確認できる構成としたことにより、液体を用いる公知の構成のような液体の腐敗のおそれがなく、環境性、維持管理性に優れた設備とすることが可能となる。
【００２５】
図５は本実施形態の他の構成例を示す図である。図５に示すように、中空管２９は、水中軸受１５に隣接する環状のダミー部材３１に埋設されている。このダミー部材３１は、水中軸受１５と同心上に配置され、水中軸受１５の内径と等しい内径またはそれ以上の内径を有している。さらに、ダミー部材３１は、水中軸受１５よりも硬度が低い（すなわち摩耗しやすい）材料、例えばプラスチックなどから形成されている。中空管２９の先端は、上述の例と同様に、水中軸受１５の内周面から所定の距離ｔだけ離間している。
【００２６】
水中軸受１５が摩耗すると、回転軸６の振れにより、同時にダミー部材３１が摩耗する。ダミー部材３１の摩耗が進むと、やがて中空管２９がポンプケーシング２の内部と連通し、気体供給部３０から気体がポンプケーシング２の内部に導入される。このダミー部材３１の摩耗量は水中軸受１５の摩耗量と概ね等しいので、上述の例と同様に、気泡の発生または有色の気体を視認することにより、水中軸受１５の摩耗量が所定の値に達したことを検知することができる。
【００２７】
なお、図６に示すように、複数の中空管２９ａ，２９ｂ，２９ｃを設けてもよい。なお、図示しているのは３本の中空管であるが、中空管は３本より多くてもかまわない。この場合は、それぞれの中空管２９ａ，２９ｂ，２９ｃの先端と水中軸受１５の内周面との距離ｔ１，ｔ２，ｔ３は互いに異なるように設定する。このような構成によれば、水中軸受１５の摩耗の進行状況が分かるので、水中軸受１５の交換時期を適切に予測することが可能となり、計画的な維持管理を行うことが可能となる。例えば、ｔ３を軸受交換が必要な軸受摩耗量に設定し、ｔ１，ｔ２をｔ３より小さい寸法（摩耗量）に設定し、対象となる中空管への気体供給により、現状の軸受摩耗量を把握し、運転時間等からｔ３に到達する時間を推測することにより、計画的な予算の計上や交換軸受の事前手配が可能になるとともに、軸受製作期間の分だけ、排水機能停止期間を短くすることができ、信頼性が向上する。
【００２８】
図７は、本発明の他の実施形態を示す図である。なお、特に説明しない構成は上述した実施形態と同様であるので、その重複する説明を省略する。
図７に示すように、ダミー部材３１の内部には１対の導線３３が配置されている。本実施形態においては、ダミー部材３１は絶縁材から形成されており、これらの導線３３は互いに電気的に非接触に保たれている。それぞれの導線３３の一方の端部は水中軸受１５の内周面から回転軸６の径方向において距離ｔだけ離間した位置にあり、他方の端部は導通検知器３５に接続されている。なお、本実施形態においては、図１に示す中空管２８，２９に代えて導線３３が、空気供給部３０に代えて導通検知器３５が設けられている。
【００２９】
この構成において、ダミー部材３１が摩耗して導線３３の先端がダミー部材３１の内周面上に露出すると、金属製の回転軸６やポンプケーシング２内の水によりこれら１対の導線３３が電気的に接続される。したがって、導通検知器３５が導線３３の電気的接続を検知することにより、水中軸受１５の摩耗量が所定の値に達したことを検知することができる。なお、本実施形態において、水中軸受１５内に導線３３を配置してもよい。
【００３０】
上述した特許文献１には、導線に電流を流し、回転軸により導線が切断されたことを検知することにより水中軸受の摩耗を検知する構成が開示されている。しかしながら、この構成では、導線の材質や配置によっては、摩耗量が所定の値に達していても、完全な断線に至らない場合があり、信頼性に劣る。本実施形態によれば、導線３３の端部がダミー部材３１の内周面上に露出すれば導通検知器３５が導線３３の電気的接続を検知することが可能であり、検知の信頼性を高めることができる。また、導線３３が接続されたときにのみ電流が流れることになるので、常時電流を流す必要がある特許文献１の構成に比べてエネルギーを節約することができる。
【００３１】
図８に示すように、１対の導線３３に加えて、複数の導線３４をダミー部材３１に埋設してもよい（図８の例では３本であるが、３本より多くてもかまわない）。この例では、追加された導線３４の先端と水中軸受１５の内周面との距離ｔ２，ｔ３，ｔ４は互いに異なり、かつ、導線３４の先端は上述した１対の導線３３の先端よりも回転軸６の径方向において外側に位置している。このような構成によれば、水中軸受１５の摩耗の進行状況が分かるので、水中軸受１５の交換時期を適切に予測することが可能となり、計画的な維持管理を行うことが可能となる。例えば、ｔ３を軸受交換が必要な軸受摩耗量に設定し、ｔ１，ｔ２をｔ３より小さい寸法（摩耗量）に設定し、対象となる導線の導通検知により、現状の軸受摩耗量を把握し、運転時間等からｔ３に到達する時間を推測することにより、計画的な予算の計上や交換軸受の事前手配が可能になるとともに、軸受製作期間の分だけ、排水機能停止期間を短くすることができ、信頼性が向上する。
【００３２】
さらに、図９に示すように、図８に示す構成（複数の導線３３，３４および導通検知器３５）を、回転軸６の周方向において複数設けてもよい。このような構成によれば、一部の導線３３，３４または導通検知器３５が故障した場合でも、他の導線３３，３４または導通検知器３５により水中軸受１５の摩耗を検知することができる。また、水中軸受１５が偏摩耗しているかどうか、および水中軸受１５が周方向に均等に摩耗しているかどうかを判断することができる。なお、図９の例では、４組の導線３３，３４および導通検知器３５を配置しているが、２組、３組、または４組よりも多い導線および導通検知器を配置してもよい。
【００３３】
本実施形態において、立軸ポンプの運転中または運転時の所定の時間にのみ、導通検知器３５を動作させることが好ましい。その理由は次の通りである。水中軸受１５が摩耗して、例えば、図８のｔ２とｔ３との間に内周面が位置するとき、一部の導線３３，３４同士は電気的に接続されているので、これらの導線には電流が流れることになる。しかし、この種の立軸ポンプは、年間数十時間程度しか運転されないため、導電３３，３４に電流が流れるままにしておくと、ポンプの停止中にも電流が消費され、エネルギーの無駄となる。さらに、導線３３，３４を流れる電流が腐食電流としてポンプケーシング２などの部材に作用し、これらの部材を腐食させるおそれもある。このような理由から、立軸ポンプの運転中または運転時の所定の時間にのみ、導通検知器３５を動作させることが好ましい。
【００３４】
図１０は本発明の他の実施形態を示す図である。本実施形態の基本的構成は図７に示す構成と同様であるので、その重複する説明を省略する。
図１０に示すように、１対の導線３６の先端には棒状または板状の１対の導体３７がそれぞれ接続されており、これらの導体３７は水中軸受１５に隣接して配置されている。導体３７の間には絶縁材３８が配置されており、導体３７は互いに電気的に非接触となっている。これらの導体３７は、その端部が水中軸受１５の内周面よりも回転軸６の径方向において所定の距離ｔだけ外側に位置するように配置されている。
【００３５】
本実施形態においても、水中軸受１５が摩耗すると、回転軸６を介してこれら１対の導体３７が電気的に接続される。したがって、導通検知器３５が導体３７の電気的接続または導体３７と回転軸６との電気的接続を検知することにより、水中軸受１５の摩耗量が所定の値に達したことを検知することができる。本実施形態の構成は、図７の実施形態のようにダミー部材の内部に導線を埋設する必要がないので、構造が簡単であり、安価に製造することができる。なお、上述の実施形態と同様に、立軸ポンプの運転中または運転時の所定の時間にのみ、導通検知器３５を動作させることが好ましい。
【００３６】
図１１は本発明の他の実施形態を示す図である。なお、特に説明しない本実施形態の構成は図１及び図２に示す構成と同様であるので、その重複する説明を省略する。
図１１に示すように、中空管２９の一方の端部は水中軸受１５の内部に位置しており、水中軸受１５の内周面から所定の距離ｔだけ離間している。他方の端部は、ポンプケーシング２の外部に配置された貯留部（液体貯留部）３９に接続されている。この貯留部３９の内部には、水位が所定の値に達したことを検知する水位検知器４０が配置されている。貯留部３９から水中軸受１５まで延びる中空管（連通路）２９は、水槽の水面よりも下に位置している。
【００３７】
上述の構成において、水中軸受１５の摩耗が進み、水中軸受１５の内周面が中空管２９の先端に達すると、図１２に示すように、ポンプケーシング２内部の液体が中空管２９を通って貯留部３９に導入される。液体が貯留部３９に導入されるにつれて、水位が上昇すると、水位検知器４０がこれを検知し、水中軸受１５の摩耗量が所定の値に達したことを検知することができる。なお、水位検知器４０として、水位を連続的に測定する水位センサ、または図１３に示すように貯留部３９内に配置されたフロートなどを用いてもよい。本実施形態では、中空管２９を水中軸受１５内に配置したが、図５に示すダミー部材３１を水中軸受１５に隣接して設け、その内部に中空管２９を配置してもよい。
【００３８】
図１４は本発明の他の実施形態を示す図である。なお、特に説明しない本実施形態の構成は図１及び図２に示す構成と同様であるので、その重複する説明を省略する。
図１４に示すように、中空管２９の内部には光ファイバーケーブル４４が挿入されており、その一方の端部は中空管２９の先端近傍に位置し、他方の端部は投光器などの光源４５に接続されている。なお、本実施形態では、気体供給部は用いられていない。
【００３９】
水中軸受１５の摩耗が進み、水中軸受１５の内周面が中空管２９の先端に達すると、図１５に示すように、中空管２９の内部に配置された光ファイバーケーブル４４から発せられる光がポンプケーシング２内に漏れる。したがって、ハンドホール１９（図１参照）から光を視認することにより、水中軸受１５の摩耗量が所定の値に達したと判断することができる。この場合も、ＣＣＤなどの小型カメラを使用して、光の有無を確認するようにしてもよい。なお、本実施形態においても、図５に示すように、中空管２９および光ファイバーケーブル４４をダミー部材３１に配置してもよい。
【００４０】
図１６は本発明の他の実施形態を示す図である。なお、特に説明しない本実施形態の構成は図１及び図５に示す構成と同様であるので、その重複する説明を省略する。
本実施形態では、図１４に示すように、中空管２９に代えて、光ファイバーケーブル４４がダミー部材３１に埋設されている。この光ファイバーケーブル４４はポンプケーシング２の外部からダミー部材３１の内部にまで延び、さらにダミー部材３１の内部で折り返してポンプケーシング２の外部にまで延びている。光ファイバーケーブル４４の両端部は、ポンプケーシング２の外部に配置された光検知器４６に接続されている。この光検知器４６は、光源４６ａと受光器４６ｂを有しており、光ファイバーケーブル４４の一方の端部は光源４６ａに、他方の端部は受光器４６ｂに接続されている。そして、光源４６ａから発せられた光は光ファイバーケーブル４４を通って受光器４６ｂにより受光されるようになっている。
【００４１】
光ファイバーケーブル４４がダミー部材３１内で折り返す部分（すなわち、光ファイバーケーブル４４が回転軸６に最も近づく部分）は、回転軸６の径方向において水中軸受１５の内周面から所定の距離ｔだけ離間した位置にある。このような構成において、水中軸受１５とともにダミー部材３１が摩耗すると、回転する回転軸６が光ファイバーケーブル４４に接触し、光ファイバーケーブル４４が断線する。このとき、光検知器４６は、断光または光送受信の減衰や波長変位を検知し、光ファイバーケーブル４４が断線したことを検知する。このようにして、水中軸受１５の摩耗量が所定の値に達したことを検知することができる。なお、光源４６ａのみを光ファイバーケーブル４４の一方の端部に接続し、他方の端部を目視することで光ファイバーケーブル４４の断線しているか否かを確認するようにしてもよい。
【００４２】
図１７に示すように、複数の光ファイバーケーブル４４をダミー部材３１に設けてもよい。この場合、それぞれの光ファイバーケーブル４４のダミー部材３１内の折り返し部は、回転軸６の径方向において水中軸受１５の内周面から互いに異なった距離（ｔ１，ｔ２，ｔ３）に位置させる。このような構成によれば、水中軸受１５の摩耗の進行状況が分かるので、水中軸受１５の交換時期を適切に予測することが可能となり、計画的な維持管理を行うことが可能となる。例えば、ｔ３を軸受交換が必要な軸受摩耗量に設定し、ｔ１，ｔ２をｔ３より小さい寸法（摩耗量）に設定し、対象となる光ファイバーケーブルの断線により、現状の軸受摩耗量を把握し、運転時間等からｔ３に到達する時間を推測することにより、計画的な予算の計上や交換軸受の事前手配が可能になるとともに、軸受製作期間の分だけ、排水機能停止期間を短くすることができ、信頼性が向上する。
【００４３】
図１８は本発明の他の実施形態を示す図である。なお、特に説明しない本実施形態の構成は図１４に示す構成と同様であるので、その重複する説明を省略する。
図１８に示すように、中空管２９の内部にはシースケーブル４７が挿入されている。このシースケーブル４７は、図１９に示すように、シース部（鞘、細管）４７ａと、該シース部４７ａにより覆われた絶縁体４７ｂと、該絶縁体４７ｂの中に埋設された１本または複数の導線４７ｃとから基本的に構成されている。シース部４７ａはステンレススチールまたは銅などの金属から形成され、絶縁体４７ｂはＭｇＯなどから形成されている。このシースケーブル４７としては、シース熱電対またはＭＩケーブル（mineral  insulated  cable）などの汎用品を用いることができる。
【００４４】
図１８に示すように、シースケーブル４７の一方の端部は中空管２９の先端に位置し、他方の端部は検知器５０に接続されている。この検知器５０は、シースケーブル４７のシース部４７ａが破れ、液体が絶縁体４７ｂに浸入して絶縁性が低下したことを導線４７ｃの電気信号（電流、電圧、抵抗値など）から検知するように構成されている。したがって、水中軸受１５の摩耗が進み、図２０に示すように、水中軸受１５の内周面が中空管２９の先端に達すると、図２１に示すように、シース部４７ａが破れ、ポンプケーシング２内の液体が絶縁体４７ｂに浸入し、絶縁性が低下する。検知器５０はこれを検知し、シース部４７ａが破れたこと、すなわち、水中軸受１５の摩耗量が所定の値に達したことを検知する。
【００４５】
なお、導線４７ｃの電気信号ではなく、図２２に示すように、導線４７ｃと絶縁体４７ｂとの間の電気的接続を検知器５０が検知するようにしてもよい。シースケーブル４７としてシース熱電対を用いる場合は、所定の摩耗量に達するまでの期間、このシース熱電対により水中軸受１５の温度を測定するようにしてもよい。この場合は、水中軸受１５の温度変化から、水中軸受１５の劣化や摩耗状態を推測することが可能となり、傾向管理の精度を上げることが可能となる。なお、本実施形態においても、図５に示すように、中空管２９およびシースケーブル４７をダミー部材３１に配置してもよい。
【００４６】
図２３は本発明の他の実施形態を示す図であり、回転軸６と垂直な断面を示す図である。なお、特に説明しない本実施形態の構成は図１に示す構成と同様であるので、その重複する説明を省略する。本実施形態においては、図１に示す中空管２８，２９および空気供給部３０は設けられていない。
【００４７】
図２３に示すように、水中軸受１５の内周面に沿って延びる複数の導線５１が水中軸受１５の内部に埋設されている。これらの導線５１は、水中軸受１５の内面からの距離がそれぞれ異なるような位置に配置されている。各導線５１の両端部は断線検知器５２に接続され、導線５１が断線したときには断線検知器５２がこれを検知するように構成されている。したがって、水中軸受１５の摩耗により導線５１が断線したことを断線検知器５２が検知することによって、水中軸受１５の摩耗量が所定の値に達したことを検知することができる。特に、本実施形態によれば、水中軸受１５の偏摩耗した場合でも、速やかにこれを検知することができる。なお、図２３に示す例では、複数の導線５１が配置されているが、１本の導線５１のみを配置してもよい。また、図５に示すダミー部材３１を水中軸受１５に隣接して設け、このダミー部材３１に導線５１を埋設してもよい。
【００４８】
図２４は本発明の他の実施形態を示す図であり、回転軸６と垂直な断面を示す図である。なお、特に説明しない本実施形態の構成は図１に示す構成と同様であるので、その重複する説明を省略する。
【００４９】
図２４に示すように、水中軸受１５の内周面には、回転軸６に沿って延びる複数の（図２４の例では４つの）凹部１５ａが形成されている。また、これらの凹部１５ａが形成されている箇所において、複数の（図２４の例では４つの）導線５１が水中軸受１５に巻き付けられている。各導線５１の両端部には断線検知器５２が接続されており、導線５１が断線したときは断線検知器５２がこれを検知するようになっている。水中軸受１５に巻き付けられた導線５１と水中軸受１５の内周面との距離は、上述の実施形態と同様にｔに設定されている。
【００５０】
上述の構成において、水中軸受１５の摩耗が進むと、回転軸６が導線５１に接触し、導線５１が切断される。断線検知器５２は、導線５１が切れたことを検知し、これにより水中軸受１５の摩耗量が所定の値に達したと判断することができる。
【００５１】
水中軸受１５に巻き付けられた導線５１と水中軸受１５の内周面との距離ｔは、凹部１５ａの深さに対応する。一般に、水中軸受１５の内周面に凹部１５ａを形成することは、水中軸受１５に細い長孔（例えば直径数ミリ以下の微小な長孔）を形成する場合に比べ、比較的容易に、かつ精度よく行うことができる。したがって、本実施形態は、距離ｔを正確に設定することができるという利点がある。
【００５２】
図２５は本発明の他の実施形態を示す図である。なお、特に説明しない本実施形態の構成は図１及び図５に示す構成と同様であるので、その重複する説明を省略する。
図２５に示すように、水中軸受１５およびダミー部材３１に対向する位置において、回転軸６の外周面にスリーブ５３が固定されている。このスリーブ５３の硬度は水中軸受１５の硬度以下であり、かつダミー部材３１の硬度よりも高い。水中軸受１５の材料には硬度の高いセラミックスなどが用いられている。
【００５３】
このような構成では、水中軸受１５ではなく、回転側のスリーブ５３が摩耗する。この場合、スリーブ５３は、水中軸受１５に対面する部分のみが摩耗する。さらに、スリーブ５３が摩耗するに従って、回転するスリーブ５３との接触によりダミー部材３１が摩耗する。すなわち、スリーブ５３が回転するにつれて、スリーブ５３が摩耗し、それと同じ程度でダミー部材３１が摩耗する。換言すれば、ダミー部材３１の摩耗量はスリーブ５３の摩耗量に対応している。したがって、上述の例と同様に、気泡の発生または有色の気体を視認することにより、スリーブ５３の摩耗量が所定の値に達したことを検知することができる。なお、本実施形態を、ダミー部材を用いる他の実施形態にも適用することができる。例えば、図２６は、本実施形態を図８に示す実施形態に適用した例を示す図である。このように、上述した実施形態は適宜組み合わせることができる。
【００５４】
これまで本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されず、その技術的思想の範囲内において種々異なる形態にて実施されてよいことは言うまでもない。例えば、本発明は、立軸ポンプに限らす、横軸ポンプや斜軸ポンプにも適用することができる。
【符号の説明】
【００５５】
１      インペラケーシング
１ａ    吸込ベルマウス
１ｂ    ポンプボウル
２      ポンプケーシング
３      吊下管
４      吐出曲管
６      回転軸
７，１７    支持部材
１０      羽根車
１１      外軸受
１２，１５    水中軸受
１３      ボウルブッシュ
１４      ガイドベーン
１６      駆動軸
１８      駆動源
１９      ハンドホール
２２      ポンプ据付床
２３      据付用ベース
２４      ポンプ挿通孔
２８，２９    中空管（連通路）
３０      気体供給部
３１      ダミー部材
３３，３４，３６    導線
３５      導通検知器
３７      導体
３８      絶縁材
３９      貯留部
４０      水位検知器
４４      光ファイバーケーブル
４５      光源
４６      光検知器
４７      シースケーブル
４７ａ    シース部
４７ｂ    絶縁体
４７ｃ    導線
５０      検知器
５１      導線
５２      断線検知器
５３      スリーブ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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